1.2 通信系統的組成

通信是將信息從發信者傳遞給在另一個時空點的收信者。由于完成這一信息傳遞的通信系統的種類繁多，因此它們的具體設備和業務功能可能各不相同，經過抽象概括，通信流程可用如圖1-1所示的基本模型圖來表示。整個流程是由信源、發送設備、信道（或傳輸媒質）、接收設備和收信者（信宿）五部分組成。

上述模型概括地反映了通信系統的共性。根據我們的研究對象及所關心的不同問題，將會使用不同形式的較具體的通信系統模型。

1.2.1 信源

信源是信息的產生者或信息的形成者。根據信源所產生信號的性質不同，可分為模擬信源和離散信源。

模擬信源（如電話機和電視攝像機等）輸出幅度連續的信號；離散信源（如電傳機、計算機等）輸出離散的符號序列或文字。模擬信源可通過抽樣和量化轉換為離散信源。隨著計算機和數字通信技術的發展，離散信源的種類和數量會越來越多。這里需要強調指出，隨著信源和接收者的不同，信息的速率將在很大范圍內變化。例如，一臺電傳打字機的速率為50bit/s，而彩色電視的速率為270Mbit/s。由于信源產生的種類和速率不同，因而對傳輸系統的要求也各不相同。

1.2.2 發送設備

發送設備的基本功能是將信源和傳輸媒介匹配起來，即將信源產生的消息信號變換為有利于傳送的信號形式送往傳輸媒介。變換方式是多種多樣的，在需要頻率搬移時，調制是最常見的變換方式。發送設備還包括為達到某些特殊要求所進行的各種處理，如多路復用、保密處理和糾錯編碼處理等。

1.2.3 信道

信道是指信號傳輸的媒介，信號是經過信道傳送到接收設備的。傳輸媒介既可以是有線的，也可以是無線的，二者都有多種物理傳輸媒介。

在信號傳輸過程中，必然會引入發送設備、接受設備和傳輸媒介的熱噪聲和各種干擾和衰減，即信號在信道中傳輸時，會產生信道噪聲。

媒介的固有特性和干擾特性會直接影響變換方式的選取，如通過電導體傳播的有線信道和通過自由空間傳播的無線信道，其信號變換方式是不同的。不同頻段的無線電波在空間傳播的途徑、性能和衰減（衰落）也是不同的。

1.2.4 接收設備

接收設備的主要作用是將來自信道的帶有干擾的發送信號加以處理，并從中提取原始信息，完成發送變換過程的逆變換——解調和譯碼。對于多路復用信號，還包括多路去復用，實現正確分路。由于接收的消息信號存在噪聲和傳輸損傷，接收設備還可能包含趨近理想恢復的某些措施和方法。

1.2.5 信宿

信宿是將復原的原始信號轉換成相應的消息。

應當指出，上述模型是點對點的單向通信系統。對于雙向通信，通信雙方都要有發送設備和接收設備。對于多個用戶之間的雙向通信，為了能實現信息的有效傳輸，必須進行信息的交換和分發，由傳輸系統和交換系統組成的一個完整的通信系統或通信網絡來實現。其中交換系統完成不同地址信息的交換，因此交換系統中的每一臺交換機組成了通信網絡中的各個節點。

一個實際的通信系統往往由終端設備、傳輸鏈路和交換設備三大部分組成。

（1）終端設備

終端設備主要功能是把待傳送的信息與在信道上傳送的信號相互轉換。這就要求有發送傳感器和接收傳感器將信號恢復成能被利用的信息，還應該有處理信號的設備以便能與信道匹配。另外，還需要有能產生和識別通信系統內所需的信令信號或規約。對應不同的電信業務有不同的信源和信宿，也就有著不同的變換的反變換設備，因此對應不同的電信業務也就有不同的終端設備，如電話業務的終端設備就是電話機，傳真業務的終端設備就是傳真機，數據業務的終端設備就是數據終端機等。

（2）傳輸鏈路

傳輸鏈路是連接源點和終點的媒介和通路，除對應于通信系統模型中信道部分之外，還包括一部分變換和反變換設備。

傳輸鏈路的實現方式主要有以下幾種：

● 物理傳輸媒介本身就是傳輸鏈路，如實線和電纜；

● 采用傳輸設備和物理傳輸媒介一起形成的傳輸鏈路，如載波電路和光通信鏈路；

● 傳輸設備利用大氣傳輸鏈路，如微波和衛星通信鏈路。

（3）交換設備

交換設備是現代通信網的核心，其基本功能是完成接入交換節點鏈路的匯集、轉換和分配。對不同電信業務網絡的轉接，交換設備的性能要求也不相同。例如，電話業務網的交換設備實時性強，因此目前電話業務網主要采用直接接續通話電路的交換方式。

對于主要用于計算機通信的數據業務網，由于數據終端或計算機可有各種不同的速率，為了提高鏈路利用率，可將流入信息流進行分組、存儲，然后再轉發到所需鏈路上去，這種方式叫做分組交換方式。例如，分組數據交換機就按這種方式進行交換，這種方式可以比較高效地利用傳輸鏈路。